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摘要：当代电力工业和智能电网的不断革新，对高压输电线电缆的工作情况展开在线 监测逐渐演变为一项十分重要的工作。随着智能电网的引入，高压电缆分接头温度和电缆线路故障电流、电压等参数进行实时监测系统应运而生，对高压在线监测系统的供电问题，10kV，800A 中压电缆采用开合式 CT 感应取电并结合超级电容为设备供电的方式，保证无死区对监测设备提供 5V，0.1-100mA 供电电源；CT 磁滞特性通过加气隙的方式引入磁阻降低相对磁导率，防止 CT 过早饱和；并用SABER软件进行仿真，证实了实用性。
关键词：高压电缆；线路；取能电源；
一、取电电源问题和方法
将负载并联在CT 的副边，并在交流高压输电线缆外面安装上 CT 的 环形磁芯，这样的话，当通过CT 的输电线流通电流 is(t)时，在 CT 的副边通过电磁感应，同时会产生电流通过负载，以上原理就是最简单的取电原理关于电流互感器的基本性质。很明显，这时电压负载 u0(t)是交流形式的，而在线检测装置的用电为直流，所以要对 u0(t)整流处理；整流的同时需要对电压进行降压，但是一般很难达到标准，这时需要 DC-DC 变换器进行再一次的斩波降压，这样的话需要在整流电路后面连接 DC-DC 变换 电路，为了使其输出电压符合线缆监测装置对电压的条件。
当电流互感器在一般的电力工程中，是以测量的形式出现的，用于测量线路的电流的稳定情况的装置。关于使用 CT，二次阻抗远小于 CT 电感阻抗的电阻或电流表，因此，只引起很小的一部分进行励磁感应，进而让电压大幅度减少。在应用电流互感器的装置而言，当它稳定运行时，二次侧电压 uo(t)需要高幅度，因此励磁电流高于用 CT 测量的电流，并带电安装在带 CT 的输电线路上，副侧开路，不要挂断复杂的电力，相当于断开开关 SCT，这是即将计算的电气 与 CT 即使在初级侧电流较大，副侧开路，副边由感应所有用于激励电流，副侧电压不能出现幅度增幅大，危及安装人员和绕组绝缘的尖顶波，就是说 CT 饱和磁芯不能深入。为了达到标准，从关于材料的饱和磁通密度的角度考虑问题是远远不足的，此外，励磁电感一定要大幅度减少，磁路必须达到较高的数值。一个空气间隙在 CT 环形磁性装置中添加是为了提高磁路的磁阻最简单有效的方法，因此被广泛应用于 CT 取能的设计[2]。
二、取能电源的硬件设计
1、CT 的设计与仿真。对额定电流 800A、10KV 的电缆线路，根据选取了一款开合式电流互感器，其变比K=1000/5，其内部二次侧线圈匝数为200，额定容量为 10VA，由宝山钢铁公司生产的矩形硅钢铁心，其参数如表。
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铁心线圈外径 D=98mm，内径 d=68mm，高度a=13mm，真空磁导率 为了满足高压在线监测设备要求，令 时铁心处于饱和临界值，则=366.53 及 1.07mm。为了验证上述理论推导，用 Saber 软件进行仿真。首先根据此CT 取能线圈结构和参数, 用软件中自带的变压器建模模块 MCT 来建立取能线圈模型,包括磁化曲线、尺寸、材料、气隙、叠片系数、绕组匝数、粗细等参数。并按图空载模型进行仿真，一次测注入不同电流值 i(m)，二次侧得到的电压值u2，铁心有气隙。
从图中可以看出加气隙后，最大励磁电流显著增加至千安级，由幅图的仿真结果显示在一次电流幅值达到 1414A（有效值 1000A）时，二次侧输出波形基本是正弦波，当电流幅值等于1500A 时，二次侧电压输出波形已经发生畸变。用 MCT 建立取能线圈模型其加气隙前后磁化曲线对比如图所示。
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从图中可以看出加气隙后的磁导率大大降低，并且仿真软件计算的 =393.5，由于理论值的气隙长度没有加进到磁路值上及叠片系数等原因造成误差，其值与理论值 366.53 的相对误差为6.85%。二次侧的电压值经仿真后结果与理论值对比，从得出的数据可以看出；仿真结果与理论结果的相对误差基本保持在 1.8%左右。以上取能 CT 的仿真结果，基本验证理论分析。以上是对空载情况的分析。而在带负载条件下，励磁电流 Im 不等于一次电流 I1，而小于一次侧电流 I1，故在 I1 相同情况下，Bm 与 U2会有所降低。这种情况下，由于各个物理量之间的向量关系很复杂，定量计算非常困难。但所带的负载不是很大，影响并不很明显；故可以根据空载情况进行定量分析，带载后根据实际情况进行调整。
2、电能处理电路的设计。由于二次侧感应出的交流电动势 U2，需要经过整流处理单元送给在线监测设备，电能处理电路的结构原理图如图。
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由于线路避免不了出现短时雷电冲击电流和瞬时故障大电流，需对后级电路进行可靠性保护，故整流桥前使用了瞬变抑制二极管(TVS) ，限制了感应线圈输出的冲击电压，其中并联电阻 R1 不仅可以防止 CT 开路，还可以对电能处理电路负载进行调整；一方面可以消除整流二极管非线性原件产生的谐波，导致 CT 有噪声；另一方面，可以使 CT 二次侧的等效电阻减小，以增大负载电流，减少励磁电流，防止 CT 过快饱和。
三、实验结果
ref是活动功率指令值，Ps是转换器站的功率值，Udc是直流电压值，Udc、ref是直流电压指令值，K*是转换器站的直流电压自适应梯度控制系数。
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图2 直流电压自适应斜率控制器
结束语
随着经济技术的发展和电网的大规模建设，以及大规模分布式新能源并网送电，传统的点对点直流输电方式已无法满足大规模电网互联的需求，因此要求电网能够实现多电源供电以及多落点受电。多端柔性直流输电（VSC-MTDC）系统能够实现不同地区的新能源与电网的互联，且输电方式灵活、供电可靠，因此成为目前的研究热点。
参考文献
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